Elektronik devreler geliştirirken, genellikle sinyalleri büyütme problemini çözmek - genliklerini veya güçlerini arttırmak gerekir. Ancak sinyal seviyesinin tam tersine zayıflaması gereken durumlar vardır. Ve bu görev ilk bakışta göründüğü kadar basit değil.
İçerik
Zayıflatıcı nedir ve nasıl çalışır?
Bir zayıflatıcı, bir giriş sinyalinin şeklini bozmadan kasıtlı ve normal olarak genliğini veya gücünü azaltmak için kullanılan bir cihazdır.
Radyo frekans aralığında kullanılan zayıflatıcıların çalışma prensibi - dirençler veya kapasitörler ile voltaj bölücü. Giriş sinyali, dirençlerle orantılı olarak dirençler arasında dağıtılır. En basit çözüm, iki direncin bölücüsüdür. Böyle bir zayıflatıcıya L şeklinde (yabancı teknik literatürde - L şeklinde) denir. Bu dengesiz cihazın her iki tarafı da giriş ve çıkış görevi görebilir.G-zayıflatıcının bir özelliği, giriş ve çıkış eşleştirilirken düşük seviyede kayıp olmasıdır.
zayıflatıcı türleri
Pratikte, G-zayıflatıcı çok sık kullanılmaz - esas olarak giriş ve çıkış dirençlerini eşleştirmek için. P tipi cihazlar (yabancı literatürde Pi - Latin harfinden π'den) ve T tipi cihazlar, sinyallerin normalleştirilmiş zayıflaması için çok daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ilke, aynı giriş ve çıkış empedansına sahip cihazlar oluşturmanıza olanak tanır (ancak gerekirse farklı olanları kullanabilirsiniz).
Şekil dengesiz cihazları göstermektedir. Kaynak ve yük, dengesiz hatlar - koaksiyel kablolar vb. ile bunlara bağlanmalıdır. herhangi bir yönden.
Dengeli hatlar (bükümlü çift, vb.) için dengeli devreler kullanılır - bunlara bazen H- ve O tipi zayıflatıcılar denir, ancak bunlar sadece önceki cihazların varyasyonlarıdır.
Bir (iki) direnç eklenerek zayıflatıcı T- (H-) tipleri köprü tiplerine dönüştürülür.
Zayıflatıcılar, endüstri tarafından bağlantı için konektörlü komple cihazlar şeklinde üretilir, ancak genel bir devrenin parçası olarak bir baskılı devre kartı üzerinde de yapılabilirler. Dirençli ve kapasitif zayıflatıcıların ciddi bir artıları vardır - sinyali bozmayan ve spektrumda yeni harmoniklerin ortaya çıkmasına ve mevcut olanların kaybolmasına yol açmayan doğrusal olmayan elemanlar içermezler.
Dirençliliğe ek olarak, başka zayıflatıcı türleri de vardır. Endüstriyel teknolojide yaygın olarak kullanılır:
- limit ve polarizasyon zayıflatıcıları - dalga kılavuzlarının tasarım özelliklerine dayalı;
- emici zayıflatıcılar - sinyal zayıflaması, özel olarak seçilmiş malzemeler tarafından güç emilimine neden olur;
- optik zayıflatıcılar;
Bu tip cihazlar mikrodalga teknolojisinde ve ışık frekans aralığında kullanılmaktadır. Düşük ve radyo frekanslarında direnç ve kapasitör bazlı zayıflatıcılar kullanılır.
Temel özellikleri
Zayıflatıcıların özelliklerini belirleyen ana parametre zayıflama katsayısıdır. Desibel cinsinden ölçülür. Zayıflatma devresinden geçtikten sonra sinyal genliğinin kaç kez azaldığını anlamak için katsayının desibelden zamana yeniden hesaplanması gerekir. Sinyal genliğini N desibel azaltan bir cihazın çıkışında, voltaj M kat daha az olacaktır:
M=10(N/20) (güç için — M=10(N/10)) .
Ters hesaplama:
N=20⋅log10(M) (güç için N=10⋅log10(M)).
Bu nedenle, Kosl \u003d -3 dB'ye sahip bir zayıflatıcı için (değer her zaman azaldığından katsayı her zaman negatiftir), çıkış sinyali orijinalden 0.708 genliğe sahip olacaktır. Çıkış genliği orijinalinden iki kat daha az ise, Kosl yaklaşık olarak -6 dB'ye eşittir.
Formüller zihinsel hesaplamalar için oldukça karmaşıktır, bu nedenle İnternette çok sayıda bulunan çevrimiçi hesap makinelerini kullanmak daha iyidir.
Ayarlanabilir cihazlar için (kademeli veya düz) ayar limitleri belirtilmiştir.
Bir diğer önemli parametre ise giriş ve çıkıştaki dalga empedansıdır (empedans) (aynı olabilirler). Bu direnç, duran dalga oranı (SWR) gibi bir özellik ile ilişkilidir - genellikle endüstriyel ürünlerde belirtilir. Tamamen dirençli bir yük için bu katsayı aşağıdaki formülle hesaplanır:
- ρ>R ise SWR=ρ/R, burada R yük direnci ve ρ hattın dalga empedansıdır.
- SWR= R/ρ eğer ρ<R ise.
SWR her zaman 1'den büyük veya eşittir. R=ρ ise, tüm güç yüke aktarılır. Bu değerler ne kadar farklı olursa, kayıp o kadar büyük olur.Böylece, SWR = 1.2 ile gücün %99'u yüke ve SWR = 3 ile zaten %75'e ulaşacaktır. 75 ohm'luk bir zayıflatıcıyı 50 ohm'luk bir kabloya bağlarken (veya tam tersi), SWR = 1.5 ve kayıp %4 olacaktır.
Bahsedilmesi gereken diğer önemli özellikler:
- çalışma frekansı aralığı;
- maksimum güç.
Doğruluk gibi bir parametre de önemlidir - bu, zayıflamanın nominal değerden izin verilen sapması anlamına gelir. Endüstriyel zayıflatıcılar için özellikler kasaya uygulanır.
Bazı durumlarda cihazın gücü önemlidir. Tüketiciye ulaşmayan enerji, zayıflatıcı elemanlar tarafından dağıtılır, bu nedenle aşırı yüklenmeyi önlemek kritik öneme sahiptir.
Çeşitli tasarımlardaki dirençli zayıflatıcıların temel özelliklerini hesaplamak için formüller vardır, ancak bunlar zahmetlidir ve logaritma içerir. Bu nedenle, bunları kullanmak için en azından bir hesap makinesine ihtiyacınız var. Bu nedenle, kendi kendine hesaplama için özel programlar kullanmak (çevrimiçi dahil) daha uygundur.
Ayarlanabilir zayıflatıcılar
Zayıflatma katsayısı ve SWR, zayıflatıcıyı oluşturan tüm öğelerin değerinden etkilenir, bu nedenle cihazlara dayalı olarak oluşturun. dirençler parametrelerin düzgün düzenlenmesi ile zordur. Zayıflamayı değiştirerek, SWR'yi ayarlamak gerekir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu tür problemler, kazancı 1'den az olan amplifikatörler kullanılarak çözülebilir.
Bu tür cihazlar transistörler üzerine kuruludur veya kuruluş birimi, ancak doğrusallık sorunu var. Geniş bir frekans aralığında dalga biçimini bozmayan bir amplifikatör oluşturmak kolay değildir. Kademeli düzenleme çok daha yaygın olarak kullanılır - zayıflatıcılar seri olarak bağlanır, zayıflamaları toplanır. İhtiyaç duyulan devreler şöntlenir (röle kontakları vb).Böylece dalga direncini değiştirmeden istenilen zayıflama katsayısı elde edilir.
Geniş bant transformatörler (SHPT) üzerine kurulu, yumuşak ayarlı sinyali zayıflatmak için cihaz tasarımları vardır. Giriş ve çıkışı eşleştirme gereksinimlerinin düşük olduğu durumlarda amatör iletişim teknolojisinde kullanılırlar.
Dalga kılavuzları üzerine kurulu zayıflatıcıların düzgün ayarı, geometrik boyutlar değiştirilerek elde edilir. Optik zayıflatıcılar da pürüzsüz zayıflama kontrolü ile üretilir, ancak bu tür cihazlar, bir lens sistemi, optik filtreler vb. İçerdikleri için oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir.
Uygulama alanı
Zayıflatıcının farklı giriş ve çıkış dirençleri varsa, zayıflatma işlevine ek olarak bir eşleştirme cihazı olarak işlev görebilir. Dolayısıyla, 75 ve 50 ohm'luk kabloları bağlamanız gerekiyorsa, aralarına uygun şekilde hesaplanmış bir kablo koyabilir ve normalleştirilmiş zayıflama ile birlikte eşleşme derecesini de düzeltebilirsiniz.
Alıcı ekipmanlarda, giriş devrelerinin güçlü sahte radyasyonla aşırı yüklenmesini önlemek için zayıflatıcılar kullanılır. Bazı durumlarda, zayıf bir istenen sinyalle aynı zamanda bile, enterferans sinyalini zayıflatmak, intermodülasyon parazit seviyesini azaltarak alım kalitesini iyileştirebilir.
Ölçüm teknolojisinde, zayıflatıcılar dekuplaj olarak kullanılabilir - yükün referans sinyalinin kaynağı üzerindeki etkisini azaltırlar. Optik zayıflatıcılar, fiber optik iletişim hatları için alıcı-verici ekipmanının test edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Onların yardımıyla, gerçek bir hattaki zayıflama modellenir ve kararlı iletişimin koşulları ve sınırları belirlenir.
Ses teknolojisinde, güç kontrol cihazları olarak zayıflatıcılar kullanılır. Potansiyometrelerin aksine bunu daha az güç kaybıyla yaparlar. Burada dalga direnci önemli olmadığı için düzgün ayar sağlamak daha kolaydır - sadece zayıflama önemlidir. Televizyon kablo ağlarında, zayıflatıcılar TV girişlerinin aşırı yüklenmesini ortadan kaldırır ve alım koşullarından bağımsız olarak iletim kalitesini korumanıza izin verir.
En karmaşık cihaz olmayan zayıflatıcı, radyo frekansı devrelerinde en geniş uygulamayı bulur ve çeşitli sorunları çözmenize olanak tanır. Mikrodalga ve optik frekanslarda, bu cihazlar farklı şekilde inşa edilmiştir ve karmaşık endüstriyel birimlerdir.
Benzer makaleler:
